西南巖溶山區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)治理探討
——以貴州省為例

孟凡濤,楊元麗，鄒鳳釵

(1.貴州省地礦局111地質(zhì)大隊，貴陽 550008;2.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，貴陽 550008；3.貴州省環(huán)境地質(zhì)研究所，貴陽 550008)

貴州省礦產(chǎn)資源豐富，是我國南方煤電化、磷化工和鋁工業(yè)基地之一[1]。長期以來，以礦產(chǎn)開發(fā)為依托發(fā)展起來的礦業(yè)已成為貴州經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)值占全省工業(yè)總產(chǎn)值的30%以上，在貴州經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的作用[2-4]。但是，貴州省具有可溶巖分布面積廣，巖溶極其發(fā)育，地貌形態(tài)復(fù)雜多樣，生態(tài)環(huán)境極度脆弱，伴隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，且呈現(xiàn)出點多面廣、突發(fā)性強(qiáng)、災(zāi)害損失大、潛在隱患突出、易發(fā)高發(fā)的態(tài)勢。因此，本文以貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[5]及貴州省歷史遺留礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[6]等調(diào)查成果為依據(jù)，探索貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害生態(tài)治理新模式，以期為貴州省生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的理念注入新的活力，為保護(hù)長江珠江“兩江”上游重要的生態(tài)屏障做出貢獻(xiàn)，力求做到既要金山銀山，也要綠水青山，使貴州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。

1 孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境背景

貴州省地處云貴高原東斜坡地帶，隆起在四川盆地和廣西、湘西丘陵之間，烏蒙山、苗嶺、大婁山、武陵山構(gòu)成貴州高原的基本骨架。全省地勢西部最高，中部次之，向北、東、南三面傾斜，最高點在赫章縣與水城區(qū)交界處的韭菜坪，海拔2 900.6 m；最低點在黎平縣水口河出省界處，標(biāo)高147.8 m，全省平均海拔1 100 m左右。西部除邊緣部分被強(qiáng)烈切割為高中山山地外，為高原丘陵地貌；中部除深切河谷地段或斷塊上升地段為中山山地外，大部分為巖溶低山丘陵；東部南部為云貴高原向湖南、廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶。全省巖溶發(fā)育極為典型，全國分布之最，地貌形態(tài)復(fù)雜多樣。境內(nèi)山地占61.7%，丘陵占30.8%，山間盆地占7.5%；地表起伏大，全省地表平均坡度18°。

大地構(gòu)造屬羌塘-揚子-華南板塊之揚子陸塊中上揚子陸塊和江南復(fù)合造山帶。貴州的地層發(fā)育齊全，自中遠(yuǎn)古宇至第四系均有出露，海相地層的層序連續(xù)，賦存有豐富的煤、磷、鋁、錳等沉積礦產(chǎn)。中、晚元古宙以海相碎屑沉積為主，古生代至晚三疊世中期則是海相碳酸鹽沉積為主，晚三疊世晚期以后則全為陸相碎屑沉積。全省碳酸鹽巖地層發(fā)育，除黔東地區(qū)、赤水-習(xí)水、都勻-望謨南部碎屑巖分布區(qū)外，其余地區(qū)碳酸鹽巖地層廣布，成為我國西南碳酸鹽巖分布面積最大的地區(qū)，面積約13×104km2，占全省國土面積的73.57%。

年平均降水量1 100～1 300 mm，區(qū)內(nèi)河流分屬長江和珠江兩大流域，以苗嶺為省內(nèi)一級分水嶺。北面長江流域面積約11.57×104km2，占全省流域面積的65.7%；苗嶺以南屬珠江流域，流域面積約6.04×104km2，占全省流域面積的34.3%。

2 礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

貴州省礦產(chǎn)資源豐富，分布相對集中，全省已發(fā)現(xiàn)礦種137種，已開發(fā)利用的有73種。據(jù)貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[5]，已調(diào)查的6 556個礦山中，煤礦山1 848個，非煤非砂石礦山687個，砂石礦山4 021個。其中2 535個非砂石礦山中，生產(chǎn)礦山659個，停產(chǎn)礦山903個，在建礦山130個，閉坑礦山843個，其主要礦種為：煤礦、鋁土礦、錳礦、磷礦、金礦、重晶石礦、鉛鋅礦等。調(diào)查礦山中，煤礦分布最多的為畢節(jié)市，其次為六盤水市，最少的為黔東南州。非煤非砂石礦最多的為畢節(jié)市，最少的為黔西南州；砂石礦最多的為六盤水市，最少的為銅仁市(表1，圖1)。

表1 貴州省各市(州)礦山分布情況表

圖1 貴州省市(州)礦山分布圖

據(jù)貴州省歷史遺留礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[6]，省內(nèi)歷史遺留礦山共有6 153個，按規(guī)模統(tǒng)計，以小型礦山為主，共6 130個，占貴州省歷史遺留礦山總數(shù)的99.63%；大型礦山4個，占貴州省歷史遺留礦山總數(shù)的0.06%；中型礦山19個，占比0.31%。按礦類結(jié)構(gòu)統(tǒng)計，能源礦產(chǎn)類礦山463個，占全省礦山總數(shù)的7.52%；金屬礦產(chǎn)類礦山129個，占比2.10%；化工原料類礦山44個，占比0.72%；建材及非金屬類礦山5 293個，占比86.02%；其他類礦產(chǎn)224個，占比3.64%(圖2，圖3)。

圖2 貴州省歷史遺留礦山規(guī)模結(jié)構(gòu)

圖3 貴州省各礦類的歷史遺留礦山結(jié)構(gòu)

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的類型及規(guī)模

貴州省由礦業(yè)活動引起的礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷及地面沉降等。據(jù)貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[5]，本次調(diào)查的6 556個礦山，其礦區(qū)及其周邊共分布有1 165處礦山地質(zhì)災(zāi)害，其中滑坡345處，地面塌陷299處，崩塌281處，地裂縫216處，泥石流24處(表2)。其中以煤礦開采引起的礦山地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重，造成的損失最大，少部分為金屬礦及其他礦種開采引發(fā)。而建筑材料用礦山一般為露天開采，在開采過程中多易形成高陡邊坡，引發(fā)滑坡、崩塌的可能性較大[7]。省內(nèi)礦山地質(zhì)災(zāi)害主要分布于北東-東-南東區(qū)域，主要分布有滑坡、地面塌陷、崩塌及地裂縫地質(zhì)災(zāi)害，泥石流地質(zhì)災(zāi)害相對較少[8]。

表2 貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害特征統(tǒng)計表

據(jù)貴州省歷史遺留礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查報告[6]，省內(nèi)歷史遺留礦山因礦業(yè)活動開發(fā)引起的礦山地質(zhì)災(zāi)害主要有滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，其中以煤礦開采引起的礦山地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重，造成的損失最大。全省6 153個歷史遺留礦山，共誘發(fā)156處礦山地質(zhì)災(zāi)害，其中滑坡34處，地面塌陷(地裂縫)64處，崩塌51處， 泥石流7處。

從礦山地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模上看，礦山地質(zhì)災(zāi)害以小型為主，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的76.92%；巨型為1處，大型為4處，中型為31處，各占礦山地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的0.64%，2.56%，19.87%，現(xiàn)威脅人數(shù)24 290人，威脅財產(chǎn)達(dá)10億元(圖4、圖5)。

圖4 歷史遺留礦山地質(zhì)災(zāi)害類型分布圖

圖5 歷史遺留礦山地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模分布圖

4 礦山生態(tài)治理模式

礦山生態(tài)修復(fù)是將因礦山開采活動受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到接近于采礦前的自然生態(tài)環(huán)境[9]。針對礦山生態(tài)修復(fù)治理的新理念、新技術(shù)、新方法層出不窮。例如，王亨力等[10]提出了在礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價基礎(chǔ)上分區(qū)開展生態(tài)修復(fù)治理的理念;趙建倉等[11]對甘肅省肅北某鐵礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理進(jìn)行了研究；李建鴻等[12]以綜合手段求廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理實效的探討；羅明等[13]對礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)和修復(fù)后綜合效益預(yù)評估理論進(jìn)行了研究；王雁林等、張先昂對修復(fù)模式進(jìn)行了探索性研究[14-15]；黃祺、鄒旭、王志強(qiáng)、王健等[16-19]分別對礦山生態(tài)修復(fù)中的綠化措施開展了深入研究。但這些理論、方法、模式等方面的研究尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識。本文結(jié)合貴州實際，以環(huán)境地質(zhì)背景條件為基礎(chǔ)，在消災(zāi)除險的前提下，因地制宜的探索生態(tài)治理的新模式。

(1) 1.0模式[16]

“綠起來”模式，也稱復(fù)墾復(fù)綠雙復(fù)模式。通過實施植被恢復(fù)，提高了植被覆蓋率，裸露的山體得到有效修復(fù)，有效促進(jìn)空氣質(zhì)量的提升，降低了露天礦山的視覺污染，最大限度恢復(fù)原始狀態(tài)，適用于交通干線兩側(cè)，城鎮(zhèn)附近露天開采的廢棄礦山，多見于復(fù)綠，農(nóng)林、商業(yè)住房，工業(yè)園區(qū)用房等。

(2) 2.0模式[16]

“美起來”模式，也稱為景觀模式，主要指臨近城區(qū)、風(fēng)景區(qū)的礦山廢棄地，通過人工復(fù)綠的方式整體打造為礦山遺留旅游地，礦山地質(zhì)公園、濕地公園，地質(zhì)公園等。它注重景觀重建，具有修復(fù)技術(shù)復(fù)雜，社會效益好，投資成本高的特點。

(3) 3.0模式[16]

“富起來”模式，也稱為產(chǎn)業(yè)模式，適用于重要城鎮(zhèn)的周邊，且對周邊生態(tài)環(huán)境有重大影響的礦區(qū)面積較大，對周邊影響重大，具有開發(fā)價值，結(jié)合城鎮(zhèn)功能，可進(jìn)行整體打造的產(chǎn)業(yè)模式，會產(chǎn)生良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會效益。

5 生態(tài)治理典型案例

2018年，貴州省成功申報了“烏蒙山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)項目”，該項目以貴州西北部畢節(jié)試驗區(qū)為核心，涉及畢節(jié)市7個縣(區(qū))、遵義市3個縣(市)和六盤水市1個區(qū)共11個縣(市、區(qū))，總國土面積3.5×104km2。內(nèi)容之一是對烏江源礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，該修復(fù)區(qū)位于烏蒙山區(qū)腹部，是烏江發(fā)源地，為長江珠江之屏障。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，煤礦資源分布廣，煤炭遠(yuǎn)景儲量居于長江以南之冠。區(qū)內(nèi)采礦歷史悠久，是我國重要的能源基地。同時造成的礦山地質(zhì)災(zāi)害非常嚴(yán)重，尤其以地面塌陷、崩塌為甚。

納雍縣鬃嶺鎮(zhèn)礦山集中開采區(qū)為烏江源礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)區(qū)中一個子項目，礦山密集，治理區(qū)內(nèi)共有煤礦礦山36個，其中生產(chǎn)礦山12個(大型1個，小型11個)、閉坑(歷史遺留)礦山24個(均為小型)( 圖6)。礦業(yè)開發(fā)嚴(yán)重地擾動和破壞了當(dāng)?shù)卦牡刭|(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)(圖7)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件極度脆弱，引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害25處，其中崩塌10處；滑坡(含不穩(wěn)定斜坡1處)8處；地面塌陷7處。威脅1 769戶10 559人的生命安全，威脅財產(chǎn)27 038萬元，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)11 511.5萬元[20]。

圖6 研究區(qū)煤礦采礦權(quán)現(xiàn)狀分布圖

圖7 研究區(qū)連片山體崩塌地形地貌景觀破壞照片

研究區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理在結(jié)合國土空間總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃等專項規(guī)劃的前提下，充分地分析了區(qū)域生態(tài)特征、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)敏感性空間分異規(guī)律，確定不同地域單元的主導(dǎo)生態(tài)功能，制定了生態(tài)功能區(qū)劃(圖8)，依據(jù)“統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點”、“系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理”、“問題導(dǎo)向、因地制宜”、“景觀相似，功能恢復(fù)”、“科技引領(lǐng)，注重實效”等原則，綜合采取工程、技術(shù)、生物等多種措施，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化國土空間布局，對區(qū)域國土空間特別是重點生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行保護(hù)保育和修復(fù)治理，實現(xiàn)格局優(yōu)化、系統(tǒng)穩(wěn)定、功能提升的國土空間綜合整治與生態(tài)保護(hù)修復(fù)活動。

圖8 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理規(guī)劃示意圖

實施治理措施后，有效地保護(hù)了山區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少甚至防治待開發(fā)整理地區(qū)的水土流失。改善土地環(huán)境，提高土地利用率，同時提高了土地品質(zhì)。通過規(guī)劃土地復(fù)綠225 hm2，改善河道水環(huán)境41.64 km， 為工作區(qū)的土壤保持、水源涵養(yǎng)及生物多樣性保護(hù)起到重要的支撐作用。有效改變納雍縣鬃嶺煤礦礦區(qū)“遠(yuǎn)看山青青、近看水地黑”的人居環(huán)境，提升村鎮(zhèn)人居保障生態(tài)服務(wù)功能區(qū)的人居保障服務(wù)功能，對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，改善礦山地表環(huán)境，解決了礦山環(huán)境問題與當(dāng)?shù)鼐用裰g的矛盾，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下了基礎(chǔ)，同時后續(xù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的增長點。

6 結(jié)論與展望

貴州作為西南巖溶核心區(qū)，也是全國最大的巖溶地貌分布區(qū)，在其復(fù)雜的地形地貌和孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境背景條件下，生態(tài)環(huán)境極度脆弱，礦山地質(zhì)環(huán)境問題突出。而貴州又是全國三大生態(tài)文明示范區(qū)之一，是長三角、珠三角兩大經(jīng)濟(jì)引擎的重要生態(tài)安全屏障，地質(zhì)環(huán)境保護(hù)尤為重要。因此如何運用整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)與綜合治理”的系統(tǒng)思維，實現(xiàn)復(fù)綠和復(fù)墾向生態(tài)景觀模式的轉(zhuǎn)變，再向產(chǎn)業(yè)融入模式的轉(zhuǎn)變，即實現(xiàn)“山-水-林-田-湖-草-沙”的有機(jī)融合，進(jìn)而實現(xiàn)生態(tài)治理修復(fù)的有機(jī)聯(lián)動，助推貴州地質(zhì)環(huán)境生態(tài)治理高質(zhì)量發(fā)展，使廢棄礦山真正蛻變成金山銀山。本文以貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查和歷史遺留礦山調(diào)查成果為依據(jù)，以典型案例分析為抓手，對自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的生態(tài)問題診斷，并分區(qū)進(jìn)行因地制宜的保護(hù)和修復(fù)，以期為類似項目提供參考和借鑒，共同助推貴州省生態(tài)文明建設(shè)向高質(zhì)量發(fā)展。